CN107203415A - 一种分布式仿真训练系统 - Google Patents
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Abstract
一种分布式仿真训练系统，主要包括：服务器，服务器上安装控制台及管理组件，服务器通过交换机连接客户终端计算机，所述服务器上的硬件设备以及软件模块共同构成资源池，其特征在于，所述服务器上安装虚拟化软件。
Description
技术领域
本发明涉及一种仿真训练系统。
背景技术
目前广泛使用的分布式仿真环境具有以下不足:
一是仿真环境的部署与配置复杂。在目前的分布式仿真系统中，每个仿真节点都包括特定的操作系统版本和软件环境，都需要根据具体仿真应用的不同，人为在仿真节点预先部署对应的应用程序。特别是大规模仿真系统，可能包含近百个分布计算节点，上千套仿真模型及软件资源，如果想快速部署和配置系统难度很大。
二是资源利用率低。仿真资源是分布式仿真训练系统的基础，包括仿真系统参与单位有关的模型资源、计算资源、存储资源、网络资源、数据资源、信息资源、知识资源、软件资源，与应用相关的物理效应设备及仿真器等。通常具有分布性和异构性两个特点。如何屏蔽仿真资源的广泛分布特性，如何屏蔽硬件设备、复杂的操作环境等仿真资源的异构性，以构建一个高效率、透明化的仿真资源使用环境，充分提高资源的利用率，已成为现代仿真中急需解决的问题。
三是数据安全性差。分布式仿真系统的系统架构决定了系统中数据的分散性，如何保证各仿真系统中核心数据的安全，是各仿真系统建设规划时需要重点关注的问题。
四是系统的稳定性弱。分布式仿真训练系统各成员台对数据收发的实时性要求较高，若网络出现延时，系统的稳定性将会受到较大影响，严重时还可导致训练过程中断，从而大大影响训练的效果。
针对分布式仿真训练系统仿真环境的部署与配置复杂、资源利用率低、数据安全性和系统稳定性较差等问题，希望通过研究，为其他分布式仿真训练系统网络架构的设计和系统部署方式提供参考。
发明内容
本发明为了简化分布式仿真系统的部署与配置，提高硬件及数据资源利用率，增加系统的安全性与稳定性，本发明在不改变现有基于HLA的分布式仿真训练系统网络架构的基础上，提供一种基于虚拟化设计的分布式仿真训练系统，主要包括：服务器，服务器通过交换机连接客户终端计算机，所述服务器上安装控制台及管理组件，所述服务器上的硬件设备以及软件模块共同构成资源池，所述服务器上安装虚拟化软件。
为了节省硬件资源，简化系统部署难度，在同一台服务器上运行不同仿真任务，所述虚拟化软件将服务器虚拟化为多台不同配置的虚拟主机，在每台虚拟主机中安装桌面操作系统，将联邦成员应用程序安装于虚拟主机的桌面操作系统中，不同虚拟主机之间采用共享内存块交换数据的通信配置模式，所有数据全在所述服务器的内存中读写。图1示意了基于虚拟化技术设计的部署架构。
为达到提高性能的目的，系统的计算资源池模型分为三层：虚拟硬件资源层、虚拟机资源管理层、用户访问应用层。
虚拟硬件资源层分为硬件资源层和虚拟化层，硬件资源层包括由CPU、内存、存储等资源组成的服务器，虚拟化层则使用虚拟化的分层抽象技术对硬件资源层进行虚拟抽象，将硬件资源与操作系统分开，提供一个完整的虚拟硬件接口并且调度操作系统在物理硬件资源上执行，即虚拟机监视器，为上一层虚拟机管理层提供运行的环境和资源，其突出的特点是多操作系统、大量虚拟机在服务器上独立并行运行。
虚拟机资源管理层包括虚拟机及其管理系统，在本层，将在虚拟硬件资源层上创建所述的虚拟机并并行运行，管理系统中的虚拟化管理、基于用户需求的虚拟机管理部分负责虚拟机资源的管理、虚拟机的生成销毁工作，虚拟机访问管理部分负责用户与虚拟机之间的映射，完成用户访问虚拟机的任务。在本层，虚拟机的生成、销毁等行为将由用户的计划安排、所需虚拟机配置等因素来决定，比如，依据训练想定中给定的人在回路兵力数量，训练前自动生成所需配置的虚拟机，训练后自动销毁虚拟机，这样，根据不同的想定要求，生成不同配置的虚拟机，以满足不同训练科目的需求。
用户访问应用层是用户直接面对的一层，用户借助客户端，完成远程登陆虚拟机并进行训练操作任务，客户端的类型包括：瘦客户端，PC物理机等。
为了更好地进行兵力生成，并提高仿真推演的真实性，所述虚拟主机包括自然环境仿真服务器，兵力生成服务器以及作战单元仿真服务器，所述自然环境仿真服务器进行自然环境信息仿真，所述兵力生成服务器用于根据想定信息和用户输入信息生成兵力，所述作战单元仿真服务器根据作战单元物理实体仿真模型和作战单元行为实体仿真模型进行每个仿真周期的作战单元状态推演。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1基于虚拟化技术设计的仿真系统
图2仿真系统资源池模型
具体实施方式
一种基于虚拟化设计的分布式仿真训练系统，主要包括：服务器，服务器通过交换机连接客户终端计算机，所述服务器上安装控制台及管理组件，所述服务器上的硬件设备以及软件模块共同构成资源池，所述服务器上安装虚拟化软件。
优选地，所述虚拟化软件将服务器虚拟化为多台不同配置的虚拟主机，在每台虚拟主机中安装桌面操作系统，将联邦成员应用程序安装于虚拟主机的桌面操作系统中，不同虚拟主机之间采用共享内存块交换数据的通信配置模式，所有数据全在所述服务器的内存中读写。
优选地，所述系统计算资源池模型分为三层：虚拟硬件资源层、虚拟机资源管理层、用户访问应用层，虚拟硬件资源层分为硬件资源层和虚拟化层，虚拟机资源管理层由虚拟机及其管理系统组成，用户访问应用层是用户直接面对的一层，用户借助客户端，完成远程登陆虚拟机并进行训练操作任务。
优选地，在所述虚拟硬件资源层上创建多个虚拟机并并行运行，所述虚拟机资源管理层中的虚拟化管理、基于用户需求的虚拟机管理部分负责虚拟机资源的管理、虚拟机的生成与销毁工作，虚拟机的生成、销毁行为由用户的计划安排、所需虚拟机配置因素来决定，虚拟机访问管理部分负责用户与虚拟机之间的映射，完成用户访问虚拟机的任务。
优选地，所述虚拟主机包括自然环境仿真服务器，兵力生成服务器以及作战单元仿真服务器，所述自然环境仿真服务器进行自然环境信息仿真，所述兵力生成服务器用于根据想定信息和用户输入信息生成兵力，所述作战单元仿真服务器根据作战单元物理实体仿真模型和作战单元行为实体仿真模型进行每个仿真周期的作战单元状态推演。
优选地，在具体实施中，所述服务器采用曙光天阔W580I CPU，为双路2颗InterXeon E5620，共8核16线程，分配8个虚拟CPU；分配给运行导调台和RTI软件的虚拟机2个虚拟CPU，分配给运行模型服务器软件的虚拟机6个虚拟CPU；所述服务器共12G内存，除去底层XenServer软件消耗的700M内存，剩余平均分配给2个虚拟机使用；所述服务器中的两块千兆网卡1块用于XenCenter管理，1块用于虚拟机提供的对外服务；所述服务器双硬盘按RAID-1模式配置，除去用于安装XenServer的空间，其余平均分配给2个虚拟机。
Claims (6)
1.一种基于虚拟化设计的分布式仿真训练系统，主要包括：服务器，服务器通过交换机连接客户终端计算机，所述服务器上安装控制台及管理组件，所述服务器上的硬件设备以及软件模块共同构成资源池，所述服务器上安装虚拟化软件。
2.如权利要求1所述一种基于虚拟化设计的分布式仿真训练系统，其特征在于，所述虚拟化软件将服务器虚拟化为多台不同配置的虚拟主机，在每台虚拟主机中安装桌面操作系统，将联邦成员应用程序安装于虚拟主机的桌面操作系统中，不同虚拟主机之间采用共享内存块交换数据的通信配置模式，所有数据全在所述服务器的内存中读写。
3.如权利要求2所述一种基于虚拟化设计的分布式仿真训练系统，其特征在于，系统计算资源池模型分为三层：虚拟硬件资源层、虚拟机资源管理层、用户访问应用层，虚拟硬件资源层分为硬件资源层和虚拟化层，虚拟机资源管理层由虚拟机及其管理系统组成，用户访问应用层是用户直接面对的一层，用户借助客户端，完成远程登陆虚拟机并进行训练操作任务。
4.如权利要求3所述一种基于虚拟化设计的分布式仿真训练系统，其特征在于，在所述虚拟硬件资源层上创建多个虚拟机并并行运行，所述虚拟机资源管理层中的虚拟化管理、基于用户需求的虚拟机管理部分负责虚拟机资源的管理、虚拟机的生成与销毁工作，虚拟机的生成、销毁行为由用户的计划安排、所需虚拟机配置因素来决定，虚拟机访问管理部分负责用户与虚拟机之间的映射，完成用户访问虚拟机的任务。
5.如权利要求4所述一种基于虚拟化设计的分布式仿真训练系统，其特征在于，所述虚拟主机包括自然环境仿真服务器，兵力生成服务器以及作战单元仿真服务器，所述自然环境仿真服务器进行自然环境信息仿真，所述兵力生成服务器用于根据想定信息和用户输入信息生成兵力，所述作战单元仿真服务器根据作战单元物理实体仿真模型和作战单元行为实体仿真模型进行每个仿真周期的作战单元状态推演。
6.如权利要求5所述一种基于虚拟化设计的分布式仿真训练系统，其特征在于，所述服务器采用曙光天阔W580I CPU，为双路2颗Inter Xeon E5620，共8核16线程，分配8个虚拟CPU；分配给运行导调台和RTI软件的虚拟机2个虚拟CPU，分配给运行模型服务器软件的虚拟机6个虚拟CPU；所述服务器共12G内存，除去底层XenServer软件消耗的700M内存，剩余平均分配给2个虚拟机使用；所述服务器中的两块千兆网卡1块用于XenCenter管理，1块用于虚拟机提供的对外服务；所述服务器双硬盘按RAID-1模式配置，除去用于安装XenServer的空间，其余平均分配给2个虚拟机。
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